关于网络中心持续发展工作的建议20101102

1关于成立“e-Science总体技术中心”的报告e-Science应用推进总体组二一年十一月二日2一、背景“十五”期间，我院首次设立了信息化建设专项，网络、数据库、高性能计算和ARP等一批信息化项目得到专项支持。网络中心成为全院信息化建设的核心和院信息化基础设施运行服务的公共支撑机构。同时，院还决定把院信息化领导小组办公室设在网络中心，负责“十五”院信息化建设专项管理工作和我院信息化规划研究工作。2002年，我们借鉴英国的“e-Science计划”提出了“科学研究信息化”的概念，并用“e-Science”这个词来概括我国的科研信息化。2003年，信息办组织开展了我院“十一五”信息化发展规划的研究，提出我院的信息化可以由“e-Science”即“科研活动信息化”和“ARP（AcademiaResourcesPlanning）”即“管理工作信息化”两部分组成，提出了以科研信息化e-Science和管理信息化ARP为主线，全面推进我院信息化建设与应用工作的发展思路和打造“数字科学院（DigitalCAS）”的战略愿景。同时我们开始在院内外大力提倡和推进e-Science。2008年初，为集成网络中心资源与技术力量的整体优势，配合院科研信息化工作的开展，更好地争取各类科研项目，网络中心成立了e-Science应用推进总体组（以下简称“总体组”）。总体组成立以来，开展了e-Science理念宣传、应用技术研发和e-Science应用项目组织实施等工作。但随着e-Science应用工作的深入，e-Science的理论和技术体系、发展规律、总体技术、体制机制及政策保障等一系列重要问题需要深入研究，针对我院e-Science发展态势、问题、环境和推进策略需要开展大量调查研究工作，为e-Science具体应用提供的服务与支撑也远远不能满足需要。为此，建议在原e-Science应用推进总体组的基础上，组建“e-Science总体技术中心”，以加强e-Science理论研究、总体技术研究和应用推进协调组织力量，协同网络中心现有业务部门，面向院内外科研院所建立开放式合作平台，以理论与应用相结合、项目合作与开放协作相结合的方式，开展3e-Science全领域的研究与应用工作，推动e-Science持续深入发展。二、目标与定位战略目标：拥有若干位e-Science学科带头人和战略型专家，建成一流的研究与总体技术实施团队，具备开展e-Science学科战略研究和推进e-Science应用的能力，成为开放合作、引领国内科研信息化发展方向、国际知名e-Science研究机构。2015年发展目标：初步建成一支跨学科、人员结构合理的理论研究和应用实施团队，具备e-Science发展战略研究能力，e-Science科学问题发现能力，e-Science总体方向规划能力，e-Science技术研发创新能力，e-Science应用推进实施能力，以开放合作机制吸引科学家开展跨学科合作，并与若干个学科领域建立稳定深入的全面合作关系。重点任务：-跟踪调研国际科研信息化发展方向，组织开展e-Science前瞻战略研究；-总结凝练e-Science发展基本特征和模式，探讨建立符合我国和我院科研信息化规律的e-Science理论与总体技术架构，提供面向不同学科领域的e-Science总体技术解决方案；-通过与各学科领域专家的合作，共同推进学科领域e-Science的实施与应用，凝练各学科e-Science发展的基本特征和模式，建立学科领域e-Science应用环境；-开展科研信息化关键IT技术，以及与学科研究和应用相关的支撑和集成技术研究与开发，；-广泛开展e-Science理念宣传，大力推进科研信息化应用的普及，积极促进e-Science国际合作与交流；-建立开放共享的e-Science合作模式和可持续发展机制；4-培养从事e-Science研究和应用的高水平人才，打造跨学科人才培养基地。三、必要性分析1．e-Science学科发展研究的需要e-Science对科学研究的重要作用已是不言而喻，我们必须从院和国家的层面全面系统地考虑e-Science的长远发展，对e-Science能否发展成为一个新的应用学科进行深入研究。其实学科本身的科学意义和价值是学科诞生和发展的动力。例如生物信息学的诞生与飞速发展在于现代人类生物遗传密码研究对数学和计算机的高度依赖，以及信息技术为人类生物遗传密码研究带来的创新机遇。e-Science能否发展成为一个学科也取决于其本身在科学研究中的意义和价值。毫无疑问，e-Science来源于科学研究工作的实际需求，同时信息技术对学科的创新发展也起着重要的推动作用，科研需求与信息技术呈现彼此关联、相互促进的关系。事实上，科研信息化是信息技术与其他学科的交叉应用，“e-Science”本身具有学科交叉的本质。而学科交叉必将会产生新的理论和科学规律，是新学科诞生的重要源头。因此，通过对e-Science的研究领域、技术体系和发展方向等根本问题的深入研究，探讨其自身发展的特殊规律和科学内涵，是e-Science工作者责无旁贷的任务。2．e-Science总体技术引领的需要e-Science总体技术涉及e-Science的系统性和全局性，对e-Science应用的技术方向起着重要的指导作用，是e-Science发展过程中的一个重要研究课题。在《中国科学院“十一五”信息化规划》中，基于我国我院当前的学科布局和科研现状，我们曾提出过“汉堡包”式的e-Science技5术构架。但这个技术架构的内容有待于进一步丰富和完善，如何与科学研究的发展相适应而动态地发展的问题也有待于进行深入研究。3．e-Science应用技术研发的需要总体组自成立以来，在科研现场的信息化技术应用实践中，协同网络中心有关业务部门就虚拟组织（VO）协同、数据采集（传感、PDA、RFID等）、海量数据传输（有线、无线以及IPV6等）、数据库、数据预处理（清洗）、数据分析与挖掘、卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、基于GIS的集成数据分析、数据模型及遥感信息模型构建、图形识别和可视化等技术的应用与集成，与有关单位进行了合作探索和研发。但e-Science对技术的需求远不是独立的单项技术应用，更多的是多种技术的集成与融合，不同类型的e-Science应用对集成技术应用的需求也不尽相同。e-Science发展一方面需要总体方向的引领，另一方面也离不开技术创新的驱动。在总体技术路线的指导下，有效组织技术力量，加强e-Science关键技术研发和集成技术应用的创新，也是突破e-Science发展瓶颈的关键。4．e-Science应用实施的需要在与信息化意识较强、应用水平较高的科学家在多个学科领域联合开展e-Science应用实践外，总体组也就e-Science理念宣传和应用普及推进开展了一系列工作。深刻体会到，中国的科研信息化是一项长期而艰巨的工作，e-Science理念宣传和应用倡导需要持续不断地推进。更重要的是，科研需求的激发和e-Science应用的推进离不开e-Science生态环境的支撑，体制机制、政策和人文环境等都是影响科学研究对信息化需求的重要因素。此外，一个科学合理的评价体系对e-Science的发展也将起到重要的促进作用。在e-Science总体方向牵引、技术创新驱动和典型应用案例启示的同时，如何营造一个良好的e-Science生态环境，以带动e-Science的普遍需求，进而激发e-Science需求的内生动力，挖掘科学研究对e-Science的深度需求，真正发挥e-Science对科研创新的促进作用，也是需要我们研究6的重要课题。5．适应院和国家科技创新发展的需要国内外信息技术应用呈现迅猛发展的态势，国家也由于创新体系建设的需要，对国民经济和社会各领域的信息技术应用进行了系统部署。由于传统互联网与传感设备集成融合的物联网被认为是世界下一次信息技术浪潮和新经济的引擎，我国已正式将其列入国家五大新兴战略性产业之一。“三网合一”计划将使得电信网、广播电视网和计算机通信网等传统通信技术相互渗透和融合，并被逐步整合成为统一的信息通信网络。以大量分布式资源集中管理与服务理念为主的云计算，互联网、物联网和传感网等多技术集成的“海计算”相继出现。虽然经过“十五”和“十一五”的建设，我院信息化工作取得一定进展，但如何适应国际信息技术的新发展和国家创新体系建设的新要求，全面支撑院与国家科研信息化建设的发展，是我院面临的需要深入研究部署的重大问题，也是作为院信息化公共支撑服务和推进机构的网络中心必须面对和思考的重大问题。6．网络中心持续发展的需要组建“e-Science总体技术研究中心”也是网络中心持续发展的需要。目前，网络中心面临自身能力不足，以及院内研究所、国内外科技界和产业界的竞争等多重压力。信息化支撑服务机构的原始定位造成的学科布局的先天不足，研究动力的缺失和技术积累的缺乏，纵向切块的运行方式及垂直的管理模式也使得网络中心遭遇发展瓶颈。在信息技术研究方面，首先我们不具备与信息技术领域学科布局相对完备或学科特色明显且实力雄厚院内研究所竞争的实力。其次，一些研究所的信息化支撑部门，凭借本所科研领域学科背景的得天独厚优势，不但已成为推动本学科e-Science发展的重要力量，同时也在扩展工作领域，给网络中心造成了发展的压力。科研实力雄厚的我国高等院校在e-Science技术研发与应用领域也进行了系统部署，并积极争取国家信息化重大科研计划的实施。越来越多的国内科技界和行业科研机构相继加入信息化建设与应用的大军，信息技术应用的专7业化、产业化呈现迅猛发展势头。而发达国家在e-Science领域的领先地位更不必赘述。由于上述的竞争压力，以及有限的项目经费与立项机制，仅靠争取纵向资源开展项目合作的思路，已不足以打开我们的生存空间，而e-Science可以作为的广阔空间又给我们提供了发展的空前机遇。我们必须开拓视野，提升思路，抓住机遇，寻求一条可持续发展的道路。“e-Science总体技术研究中心”的建立，首先可以更加有效地组织所内资源，以科研需求为牵引开展e-Science关键问题研究，提高核心竞争力；其次，通过与科学家全面开放的合作，可以研究凝练e-Science新学科方向，引领国家科研信息化发展，把握科研信息化发展的先机。从另外一个角度来说，通过开展e-Science理论研究、技术研发，以及推进e-Science的实际应用，可以全面提升网络中心现有的理论研究、技术研发和服务支撑能力，确保全院信息化基础设施持续建设与运行、信息化技术应用与服务公共支撑机构的地位，实现健康运行持续发展。四、可行性分析如前所述，我们目前正处于发展e-Science的良好机遇期，组建“e-Science总体技术研究中心”的外部环境已经成熟。此外，多年的积累也使得我们具备了进行开放式科研协作的基本内部条件。基础设施方面，中国科技网已覆盖全国近30个省、市、自治区，连接了中国科学院139家单位和一批大科学装置、野外台站，以及院外100多家单位，核心网速率已达10G，广域网带宽为155M至2.5G；高性能计算中心拥有峰值每秒100万亿次的超级计算机及其配套的存储设备和可视化环境，与各地区分中心和研究所的高性能计算设备集成组合，形成了我院多层次的高性能科学计算平台；科学数据可在线共享的科学数据量达到150TB，年平均数据下载量达到100TB。这8些目前国内先进、较为完备的信息化基础设施为网络中心开展全面开放的科研协作提供了基础设施保障。此外，e-Science协同技术研发工作取得可喜进展，服务于科研需求的开放式协同工作平台在院和国家重大项目中得到应用；与研究所的交流与合作日益密切，参与推进了一系列科研现场的信息化工作。特别是参与《青海湖区域重要野生鸟类资源及疫病监测与风险评估研究e-Science应用》、《支持海岸带环境与生态过程监测的e-CoastalScience平台建设与应用》、《支持黑河流域生态-水文模型集成研